一、光刻機是干什么用的
光(guang)刻(ke)(ke)機是用來制(zhi)造芯(xin)片的(de)。光(guang)刻(ke)(ke)機又(you)被稱為(wei)掩膜(mo)對(dui)準曝(pu)光(guang)機，在芯(xin)片生產(chan)中(zhong)用于光(guang)刻(ke)(ke)工藝，而(er)光(guang)刻(ke)(ke)工藝又(you)是生產(chan)流程中(zhong)最關鍵的(de)一(yi)步，所以(yi)光(guang)刻(ke)(ke)機又(you)是芯(xin)片生產(chan)中(zhong)不可缺少(shao)的(de)設備。
光(guang)刻機決定了(le)芯(xin)片的(de)精密尺(chi)寸，設計師設計好芯(xin)片線(xian)路(lu)，再通過光(guang)刻機將線(xian)路(lu)刻在芯(xin)片上，其尺(chi)度通常在微(wei)米(mi)級(ji)以上。
光刻機是(shi)芯(xin)片生產中(zhong)最昂貴也是(shi)技術難度最大的(de)(de)設備，因為其(qi)決定了一塊芯(xin)片的(de)(de)整體框架與功能。
其(qi)實生(sheng)產(chan)高(gao)精度(du)芯片并不難(nan)，只是生(sheng)產(chan)速度(du)太慢，而光刻機能快(kuai)速生(sheng)產(chan)高(gao)精度(du)的芯片，所以很(hen)重要。
二、光刻機的工作原理
利用(yong)(yong)光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機(ji)發出(chu)的(de)光(guang)(guang)通過具(ju)有圖形的(de)光(guang)(guang)罩對涂有光(guang)(guang)刻(ke)(ke)膠的(de)薄片(pian)曝光(guang)(guang)，光(guang)(guang)刻(ke)(ke)膠見(jian)光(guang)(guang)后會發生(sheng)性質(zhi)變(bian)化，從(cong)而(er)(er)使光(guang)(guang)罩上得圖形復印(yin)到薄片(pian)上，從(cong)而(er)(er)使薄片(pian)具(ju)有電子線路圖的(de)作用(yong)(yong)。這(zhe)就是光(guang)(guang)刻(ke)(ke)的(de)作用(yong)(yong)，類似照(zhao)相(xiang)機(ji)照(zhao)相(xiang)。照(zhao)相(xiang)機(ji)拍攝的(de)照(zhao)片(pian)是印(yin)在底片(pian)上，而(er)(er)光(guang)(guang)刻(ke)(ke)刻(ke)(ke)的(de)不是照(zhao)片(pian)，而(er)(er)是電路圖和其他電子元件(jian)。
簡單點來說(shuo)，光(guang)刻(ke)機(ji)就是(shi)放大的(de)單反，光(guang)刻(ke)機(ji)就是(shi)將光(guang)罩上的(de)設計好(hao)集成電路(lu)圖(tu)形(xing)通過光(guang)線(xian)的(de)曝光(guang)印到光(guang)感材(cai)料(liao)上，形(xing)成圖(tu)形(xing)。
三、光刻機的性能指標
光(guang)(guang)(guang)刻機的主要性(xing)能指標有：支持基片的尺(chi)寸(cun)范(fan)圍，分辨(bian)率(lv)、對(dui)準精度(du)、曝光(guang)(guang)(guang)方式、光(guang)(guang)(guang)源(yuan)波長(chang)、光(guang)(guang)(guang)強均勻性(xing)、生(sheng)產效率(lv)等。
分辨率是對光(guang)(guang)刻(ke)工(gong)藝加工(gong)可以達到的(de)最細(xi)線條(tiao)精度的(de)一種描述方(fang)式。光(guang)(guang)刻(ke)的(de)分辨率受(shou)受(shou)光(guang)(guang)源衍射(she)的(de)限制(zhi)，所以與光(guang)(guang)源、光(guang)(guang)刻(ke)系統、光(guang)(guang)刻(ke)膠和(he)工(gong)藝等(deng)各方(fang)面的(de)限制(zhi)。
對準精(jing)度是在多層曝(pu)光時層間圖案(an)的(de)定(ding)位精(jing)度。
曝光方式分為接觸接近式、投影式和直寫式。
曝光光源(yuan)波長分(fen)為紫外(wai)(wai)、深紫外(wai)(wai)和極紫外(wai)(wai)區域，光源(yuan)有汞燈(deng)，準分(fen)子激光器等(deng)。
四、光刻機制造需要哪些技術
光(guang)刻機的制造體系(xi)非常復雜，有兩點(dian)至關重要，即精密零部件和(he)組裝技術。
1、精密零部件
一臺(tai)光刻機的(de)制造(zao)需(xu)要數萬個精密(mi)零部件(jian)。通常(chang)來說，一臺(tai)光刻機的(de)制造(zao)需(xu)要大約(yue)八萬個精密(mi)零件(jian)，而目前(qian)世界上最為先進的(de)極紫外EUV光刻機所需(xu)要的(de)制造(zao)零件(jian)更是高達十萬余個。
一套(tao)完整(zheng)的光刻機包括多(duo)個組成(cheng)系(xi)(xi)統(tong)，主要(yao)包括曝光系(xi)(xi)統(tong)、自動(dong)對(dui)準系(xi)(xi)統(tong)、整(zheng)機軟(ruan)件系(xi)(xi)統(tong)等(deng)。其(qi)中，曝光系(xi)(xi)統(tong)更是包含了照(zhao)明(ming)系(xi)(xi)統(tong)和(he)投(tou)影物鏡(jing)。
在組成光科技的所有核心(xin)(xin)精密(mi)零件中(zhong)，光學(xue)鏡(jing)頭、光學(xue)光源、雙工作臺又可以說(shuo)是(shi)核心(xin)(xin)中(zhong)的核心(xin)(xin)。
擁有高數值孔徑的光學鏡頭是決定光刻機的分辨率和閾值誤差能力。而分辨率和套值誤差能力對于一臺品牌光刻機具有至關重要(yao)的(de)重要(yao)性。而世界(jie)上最為先進的(de)EUV極紫外光刻(ke)機唯一可以使用的(de)鏡頭(tou)就是(shi)由蔡司公司生產的(de)鏡頭(tou)。
光刻(ke)(ke)機(ji)(ji)的(de)(de)光學(xue)光源(yuan)(yuan)所包含的(de)(de)光源(yuan)(yuan)波長是(shi)(shi)決定(ding)光刻(ke)(ke)機(ji)(ji)工業能力的(de)(de)重要(yao)部(bu)分。需要(yao)特別(bie)注意的(de)(de)是(shi)(shi)，光刻(ke)(ke)機(ji)(ji)所需要(yao)的(de)(de)光源(yuan)(yuan)，必須(xu)具備體積(ji)小(xiao)、功率高(gao)以及穩(wen)定(ding)的(de)(de)幾個特點。
比如說極(ji)紫外EUV光刻機所使(shi)用的光源波長是僅僅只有13.5納米的極(ji)紫外光，其(qi)所使(shi)用的光學系統極(ji)為(wei)復雜。
光刻(ke)機中所需(xu)要的(de)工作(zuo)臺系能夠(gou)影響(xiang)光刻(ke)機運行過程(cheng)中的(de)精(jing)度(du)和產效(xiao)，含有的(de)綜(zong)合(he)技術難(nan)度(du)非常(chang)高。因為這種工作(zuo)臺中具有承(cheng)載硅(gui)片來能夠(gou)完成光刻(ke)機運行過程(cheng)中的(de)一系列超(chao)精(jing)密(mi)的(de)運動系統，其中包(bao)括上下片、對準(zhun)、景圓(yuan)面(mian)型測量、曝(pu)光等(deng)等(deng)。
2、組裝技術
一臺光刻機不僅需(xu)要(yao)精密的零件，這(zhe)些(xie)零件的組裝技術也至關重要(yao)。
當所(suo)有(you)零(ling)(ling)件都準備就緒(xu)之后，接(jie)下來(lai)的(de)組(zu)裝(zhuang)過程將直接(jie)影響一個光刻機的(de)運行效(xiao)能。現在(zai)光刻機主(zhu)要(yao)生(sheng)產(chan)商(shang)荷蘭ASML公司（中文譯名：阿斯麥爾）的(de)生(sheng)產(chan)過程從(cong)本(ben)質上來(lai)說(shuo)更(geng)像是一個零(ling)(ling)件組(zu)裝(zhuang)公司，因為ASML公司生(sheng)產(chan)光刻機所(suo)需要(yao)的(de)將近90%的(de)部件是從(cong)世(shi)界各地采購，其(qi)在(zai)世(shi)界上擁有(you)超過五千家供(gong)應(ying)商(shang)。
換句話說，ASML公司之所以(yi)能夠在(zai)光(guang)刻(ke)(ke)機(ji)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)技術上打敗尼康以(yi)及佳能等其他光(guang)刻(ke)(ke)機(ji)生(sheng)產對手，從而在(zai)全球光(guang)刻(ke)(ke)機(ji)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)和銷售市場上占據領(ling)先地位，一個(ge)重要(yao)原因就(jiu)是強大的組裝技術。
一家強大的(de)光刻(ke)機組裝(zhuang)企業需要具有各(ge)種(zhong)嫻熟(shu)的(de)技術工人和各(ge)種(zhong)組裝(zhuang)方面的(de)知識產權，從而能夠清楚明白各(ge)種(zhong)精密元(yuan)件如何組裝(zhuang)，進而通過他們嫻熟(shu)的(de)操作和系統的(de)知識來(lai)快速和精確的(de)制造一臺光刻(ke)機。
我國(guo)目(mu)前在光刻機(ji)的(de)技(ji)術方(fang)面，經過近二十年的(de)關鍵技(ji)術攻克，已經取得長足發展。
從光刻機雙工作(zuo)臺(tai)來說，中國華卓(zhuo)精(jing)科與清(qing)華團隊生產聯合研制的雙工作(zuo)臺(tai)已經打破ASML的技術壟(long)斷，至于光刻機的同步光源設備(bei)和光學鏡頭的技術也在哈(ha)工大等全國知名(ming)科研機構的潛心研究中獲得了(le)迅猛發(fa)展。
可(ke)以說，目前我國人才(cai)、資源、資金等各(ge)個方面都(dou)已具備，未(wei)來(lai)(lai)我們擁有(you)屬于自(zi)己(ji)的光(guang)刻機(ji)只是時(shi)間問題，未(wei)來(lai)(lai)前景可(ke)期！
